叶片间距。品质好的翅片管换热器有多个翅片,每个翅片都有固定的间距,间距的宽度会影响翅片换热器的传热效果对于受涡流影响的换热器型,随着翅片间距的减小,传热性能会有所提高。但当风速较大、管排数较大时,翅片间距对传热系数的影响可以忽略。
翅管行数。对于扁平翅片管换热器,当管排数大、翅片间距小、雷诺数低时,管排数对传热特性影响很大。这是由于边界层的影响,传热系数会随着管排数的增加而降低。对于波纹翅片换热器,当雷诺数较高时,传热系数会随着管排数的增加而增加。
管径。如果采用平翅片管换热器,换热管直径越大,管后无效面积越大,因此管径直接影响换热效果,管径越小,换热效果越好。此外,如果其他类型的翅片管换热器采用小直径,可以提高管外传热系数,降低压降损失。
根据换热量的计算公式Q=KFΔt式中,K为换热器的总换热系数,F为换热器总换热面积,Δt为计算温差或对数温差。
所以,理论上说换热量就是受这三个参数影响的,具体而言:
1、K值主要取决于换热流体的放热系数(如水和空气的放热系数就差别很大);换热流体的流动状态(如流速、是层流还是稳流等);换热器污垢热阻(与运行时间和维护程度有关)、换热器本身材料的导热系数(是铜的还是铝的)、等等。
2、F值主要取决于换热器的形式和强化换热措施,如翅片管式换热器通过设置翅片使其总换热面积大大增加。
3、Δt值主要取决于两种换热流体的进出口温度,同时也与换热器是顺流式和逆流式等形式有关。
至于具体措施来说,增强换热器换热效果,一般有以下方式:
一、扩展传热面(如前面所说的加翅片)
二、改变流动状况(包括增加流速、流道中插入物体增强扰动、采用旋转流动装置、采用射流方法喷射传热表面等)
三、改变流体物性(包括气流中添加少量固体颗粒、蒸汽或气体中喷入液滴等)
四、改变表面状况(包括增加粗糙度、改变表面结构、表面涂层等)
五、改变换热面形状和大小(如以椭圆管代替圆管)
六、改变能量传递方式(如在流道中放置对流辐射板)
七、靠外力产生振荡强化传热(包括机械或电的方法、声波或超声波方法、静电场方法等)
应有四个方面的因素:传热动力、传热阻力、传热面积、传热时间。
传热动力主要由温差、介质流动状态、介质流向等决定;
传热阻力主要受材质、维护保养决定的结构情况等影响;
传热面积主要受传热面光洁度(或叫粗糙度)、管束形式、管束形状等影响;
传热时间主要由换热器形式、换热器介质流通路径、换热器介质流通量与流通面积之比决定!
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